Propriedades do porcelanato e sua aplicação

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

O termo "porcelana" refere-se a uma ampla gama de produtos cerâmicos que são feitos em altas temperaturas. Suas características distintivas são uma superfície lisa e baixa porosidade. Essas propriedades da porcelana são amplamente exigidas até hoje. É difícil encontrar alguma indústria ou economia nacional, onde quer que seja usada.

As porcelanas decorativas mais comuns, assim como vidrarias químicas, coroas dentárias e isolantes elétricos. Geralmente branco ou esbranquiçado, para "assar" esse material maravilhoso chega como uma peça de cerâmica pouco apresentável, que só adquire sua forma familiar depois de assada em fornos de alta temperatura.

As vantagens dos serviços chineses

Neste artigo, discutiremos as propriedades e os tipos de porcelana. Você entenderá por que esse material foi tão popular em todo o mundo que grandes expedições foram equipadas para comprá-lo. Por um belo serviço, que hoje você pode comprar em qualquer loja, então você pode morrer.

Estranhamente, mas os produtos dos mestres chineses com a cerâmica de hoje são apenas parentes, mas não diretos. Para ver isso, basta lembrar as propriedades básicasporcelana, que saiu das oficinas do Império Médio. Os materiais são muito semelhantes entre si: tanto a porcelana moderna quanto a antiga podem ser esm altadas ou "naturais". Mas cerâmicas simples são muito mais macias. E um serviço de alta qualidade não pode ser feito disso.

Por que isso está acontecendo?

As propriedades da porcelana, como força e resistência ao calor, são o resultado das altas temperaturas nas quais a verdadeira cerâmica chinesa é produzida. É produzido a uma temperatura de 2.650 graus Fahrenheit (1.454 graus Celsius). Compare isso com 2.200 graus Fahrenheit (1.204 graus Celsius) para porcelana simples. Como o segundo material é de qualidade inferior, não é utilizado na indústria química e em outros ramos tecnológicos da ciência. Além disso, é porcelana chinesa da mais alta qualidade que é transparente à luz. Cerâmica áspera não pode dar esse efeito.

Paixões de espionagem

"Pasta dura", ou porcelana verdadeira, apareceu pela primeira vez na China durante a Dinastia Tang (618-907). Mas produtos realmente de alta qualidade, em suas propriedades em nada inferiores aos modernos, tornaram-se conhecidos do mundo apenas durante a dinastia Yuan (1279-1368). A porcelana chinesa primitiva consistia de caulim (argila de porcelana) e pegmatita, um tipo de granito bruto.

Era desconhecido dos ceramistas europeus até a importação de equipamentos chineses durante a Idade Média. Os europeus tentaram duplicar as propriedades da porcelana, mas não conseguiram. Desde analisar sua composição química foramincapazes, os produtos produzidos por eles pareciam pratos elegantes, frágeis e ao mesmo tempo duráveis apenas externamente. Ficou assim. Guerras de espionagem reais se desenrolaram para obter o segredo da verdadeira produção de porcelana, mas os chineses guardavam seu segredo mais do que a vida.

Por que esse material foi tão popular? O motivo são as excelentes propriedades físicas da porcelana. É mais forte que a cerâmica comum, possui uma alta condutividade térmica, o que permite preparar um excelente chá em bules. Além disso, devido ao esm alte, a porcelana tem uma sujidade extremamente baixa, manchando-se apenas sob a influência de pigmentos sintéticos. As xícaras dos antigos cultos chineses permanecem brancas depois de muitos séculos.

Ersatzy

Depois de misturar vidro com óxido de estanho para fazer um material opaco, artesãos europeus tentaram combinar argila e vidro fosco. Essas alternativas ficaram conhecidas como “pasta mole” ou porcelana artificial. Mas duas circunstâncias desagradáveis foram perturbadoras: todos esses materiais eram muito macios, era impossível fazer produtos realmente finos e elegantes a partir deles e os custos de produção eram muito altos. Em suma, as propriedades da porcelana "tipo ersatz" estavam longe de ser perfeitas.

Há evidências de que nossos mestres também dominavam a arte de produzir porcelana verdadeira, mas todos os segredos da cerâmica russa foram perdidos durante a invasão tártaro-mongol, quando cidades inteiras foram queimadas junto com todos os seus habitantes. Algum avanço também foi alcançadoo inglês. Eles criaram um tipo de material "osso".

Mas o que é porcelana de ossos, cujas principais propriedades a tornaram incrivelmente popular na velha Europa?

História da Criação

Em 1707, dois alemães chamados Ehrenfried W alther von Chimhaus e Johan Friedrich Bottger descobrem um método de produção mais "sano" que usa argila e feldspato finamente moído. No século 17, os artesãos ingleses aprenderam por meio de experiências que a porcelana, quase idêntica à porcelana chinesa, poderia ser obtida adicionando ossos queimados finamente moídos a essa mistura.

E mais tarde descobriu-se que a versão em inglês permite produzir cerâmica transparente a temperaturas muito mais baixas, o que reduz significativamente o custo de produção. Além disso, a porcelana de Foggy Albion lutou muito pior, era muito mais forte. Portanto, não é de surpreender que os britânicos logo tenham preenchido metade do Velho e quase todo o Novo Mundo com seus serviços.

Quais são as propriedades da porcelana de ossos? Em primeiro lugar, os produtos feitos a partir dele se distinguem pela alta resistência com baixo peso e paredes finas. Em segundo lugar, este tipo de cerâmica não pode ser utilizado na indústria química, pois as substâncias em sua composição reagem com ácidos e álcalis.

Matérias-primas

Como dissemos, os principais componentes deste material são extremamente simples: argila, feldspato, minerais com teor de cálcio. Até agora, várias empresas competem entre si, pois foi rapidamente estabelecido queas propriedades da porcelana e da faiança podem ser radicalmente alteradas com a adição de novos elementos à sua composição. Claro, se a experiência for bem sucedida.

Apesar de a composição da argila variar de acordo com o local de sua extração, ela ainda se transforma em vidro (o que garante a lisura do produto final) apenas em temperaturas extremamente altas. Mas isso é verdade apenas para os casos em que as argilas não são misturadas com materiais cujo limiar de vitrificação é menor. Ao contrário do vidro, no entanto, a argila é termicamente estável, o que significa que mantém sua forma mesmo quando aquecida a altas temperaturas.

Então este material é verdadeiramente único, pois combina a baixa porosidade do vidro com a estabilidade e resistência relativa da cerâmica simples. O caulim, um hidroaluminossilicato, sempre foi utilizado como principal matéria-prima. Feldspato (contendo silicato de alumínio) e sílex, um tipo de quartzo duro, são ingredientes extremamente importantes em qualquer tipo de porcelana. Eles derretem quando aquecidos, unindo o material.

Quartz - o "coração" da porcelana

Esta é a chave para a força. As propriedades do porcelanato (e seu uso) se devem em grande parte a essa característica particular: quebra mal (comparado ao vidro) e pequenas distâncias entre as partículas garantem a impermeabilidade do material ao ar, água e outros compostos.

Quartz é uma "liga" de oxigênio e silício, os dois elementos mais abundantes na crosta terrestre. Possui três formas funcionais: diretamente quartzo (cristais), opala(variedade amorfa) e areia (fração mista, suja). Em geral, o quartzo é usado há muito tempo na produção de artesanato. A porcelana também pode conter alumina e pedra-sabão, mais conhecida como "pedra-sabão".

Processo de produção

Após a seleção e pesagem das matérias-primas, elas vão para a produção. Primeiro, é limpo e moído em frações muito finas. Depois disso, todos os componentes são misturados na proporção necessária, dependendo tanto das condições de produção quanto das características dos produtos finais. Assim que estes últimos estiverem formados, podem ser enviados imediatamente ao forno, ou são pré-limpos e depois cobertos com uma camada de esm alte.

Claro, o vidro moído atua primeiro em seu papel. E só depois disso, os futuros vasos, copos, vasos sanitários e coroas dentárias são enviados para a boca do forno. Agora vamos analisar cada estágio separadamente. Afinal, as propriedades do porcelanato e sua aplicação dependem do seu sucesso!

Esmagamento de matérias-primas

Talvez esta seja uma das operações mais importantes, pois a qualidade do produto final depende do rigor de sua execução. A britagem é realizada usando enormes britadores mecânicos de tambor. Na segunda passagem, o tamanho das partículas é aumentado para 0,25 cm. Para transformar a matéria-prima em pó fino, são usados britadores de esferas especiais. Estes são enormes cilindros de aço cheios de bolas de metal. Quando toda a estrutura gira, as partículas da matéria-prima se transformam em uma massa homogênea de moagem extremamente fina.

Limpeza e mistura

A mistura é passada por filtros finos e então alimentada em um "transportador" especial, que é uma chapa de aço inclinada. Eles vibram, pelo que as matérias-primas não são apenas misturadas automaticamente, mas também classificadas, pois as partículas maiores são empurradas para cima. Se for necessário material molhado, a água é pulverizada automaticamente na linha.

Às vezes são usados filtros com ímãs poderosos, pois estes últimos podem remover as menores impurezas do ferro. Este último, se entrar no produto acabado, dará uma tonalidade vermelha indesejável. Depois disso, os produtos acabados são enviados para o forno, onde são queimados nas temperaturas já indicadas por nós.

De quais condições de produção podem depender as propriedades do produto?

Deve-se notar que durante a queima final existem muitos processos que afetam diretamente as propriedades da porcelana fria. Em primeiro lugar, todas as impurezas orgânicas de carbono são queimadas, o excesso de água é evaporado, várias frações gasosas saem da espessura do produto futuro. Se, ao mesmo tempo, a temperatura não for trazida para 1100 graus Celsius, o silício e outros componentes do esm alte não poderão derreter, o que significa que eles não formarão uma camada lisa e quimicamente neutra na superfície da cerâmica.

Além disso, essas conexões são necessárias para diminuir a distância entre as partículas dos materiais, para uma conexão mais confiável entre elas. Uma vez atingida a densidade desejada,o produto é resfriado, como resultado do qual o esm alte “se junta”, torna-se suave e especialmente durável.

Resultados

Então por que estamos descrevendo tudo isso? O fato é que as propriedades deste material dependem intimamente das características e condições de sua fabricação. Por exemplo, a resistência depende da porcentagem de teor de feldspato na massa, e o número de poros na porcelana é menor, mais feldspato. À medida que o quartzo e o resíduo obtido da decomposição da substância argilosa se dissolvem no vidro, o esqueleto do material porcelânico torna-se mais fraco e as deformações aumentam. Dependendo da finura de moagem do quartzo, composição da massa, temperatura e duração da queima, a composição da fase vítrea inclui de 15 a 40% de todo o quartzo introduzido na massa. Quanto mais for, a porcelana fica mais fina e "mais arejada".

As propriedades dos materiais cerâmicos como dielétricos são caracterizadas principalmente pela resistência à passagem de corrente elétrica no material e na superfície do isolante. Distinguir entre volume específico e resistência superficial específica da porcelana.

Além disso, as propriedades químicas da porcelana são de grande importância prática. Mais precisamente, a sua ausência. As cerâmicas vitrificadas com adição de grande quantidade de feldspato e quartzo são quimicamente neutras. Você pensa por que as argamassas de farmacêuticos e químicos são feitas desse material? É muito mais forte que o vidro, mas não reage.

O estado atual das coisas

Hoje, a cerâmica (e a porcelana em particular) vive um segundonascimento. Descobriu-se que esses materiais podem ser usados na produção de vários tipos de microeletrônica. A importância disso para a civilização moderna não precisa ser explicada. Os cientistas também descobriram que, quando certos aditivos são adicionados, a resistência da porcelana aumenta exponencialmente. Atualmente, até mesmo pesquisas promissoras estão em andamento no campo da criação de novos tipos de armaduras baseadas nela. Portanto, não apenas vasos sanitários!

Finalmente, este material está se tornando cada vez mais importante na medicina. Várias próteses e coroas dentárias magníficas - a demanda por elas aumenta a cada ano. Assim, a antiga invenção chinesa permanecerá relevante por muito tempo.